摘要：為了更好地實(shí)現(xiàn)Java程序設(shè)計(jì)方面創(chuàng)新人才和拔尖人才的培養(yǎng)的目標(biāo)，以Java教學(xué)中影響學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的各個(gè)因素為切入點(diǎn)，提出了一系列有助于培養(yǎng)學(xué)生Java實(shí)踐和創(chuàng)新能力的教學(xué)方法，并具體討論了各種方法的實(shí)施辦法。教學(xué)實(shí)踐表明這些方法是可行和有效的。
　　關(guān)鍵詞：Java 實(shí)踐教學(xué) 實(shí)踐能力 創(chuàng)新能力 教學(xué)方法
　　文章編號(hào)：1672-5913(2011)18-0012-04 中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　基金項(xiàng)目：甘肅政法學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目(GZF2010XQNLW53)。
　　Java課程是應(yīng)用實(shí)踐性的課程。長(zhǎng)期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，單純的“理論+程序演示”的理論教學(xué)方法以及 “學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)+教師隨堂指導(dǎo)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在著一些缺陷，表現(xiàn)為學(xué)生創(chuàng)新能力的欠缺和自主實(shí)踐能力較差。
　　教學(xué)過(guò)程是一個(gè)系統(tǒng)過(guò)程，涉及到該門(mén)課程的所有教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，其中任意一個(gè)環(huán)節(jié)的薄弱都會(huì)導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果不佳。因此，Java理論教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、學(xué)期課程設(shè)計(jì)、學(xué)年論文(設(shè)計(jì))、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))環(huán)節(jié)、學(xué)科競(jìng)賽環(huán)節(jié)、校外實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面都是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　以貫穿Java教學(xué)整個(gè)過(guò)程的各個(gè)重要環(huán)節(jié)為切入點(diǎn)，從細(xì)節(jié)入手，扎扎實(shí)實(shí)落實(shí)好每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證培養(yǎng)學(xué)生的Java實(shí)踐和創(chuàng)新能力的根本。
　　1 在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力
　　1.1 以問(wèn)題和實(shí)際項(xiàng)目為核心，采用以線帶點(diǎn)的教學(xué)模式
　　需求是創(chuàng)新和應(yīng)用成果產(chǎn)生的動(dòng)力和源泉。傳統(tǒng)的Java教材和教學(xué)內(nèi)容是按知識(shí)點(diǎn)為模塊組織的，即一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，一個(gè)針對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的例題，這樣雖然有利于學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)和掌握各個(gè)基本知識(shí)點(diǎn)
　　及其用法，但這種教學(xué)方法，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生一聽(tīng)就會(huì)，一用就忘。其原因在于，學(xué)生從根本上并沒(méi)有掌握該知識(shí)點(diǎn)到底有什么用，只是聽(tīng)懂了那道例題而已，沒(méi)有深層的理解和舉一反三的能力，學(xué)過(guò)時(shí)間不久，就會(huì)全然忘記。當(dāng)學(xué)生遇到一個(gè)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，就會(huì)束手無(wú)策，不能將當(dāng)時(shí)上課時(shí)感覺(jué)已經(jīng)“掌握得很好”的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行融會(huì)貫通和綜合運(yùn)用。因此，教師在教學(xué)中要運(yùn)用幾個(gè)能貫穿大部分教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的綜合實(shí)例和實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，有說(shuō)服力地說(shuō)明貫穿在其中的各知識(shí)點(diǎn)的重要性和用法。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)，這種教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是：其一，可以提高課堂教學(xué)的趣味性；其二，可以減少學(xué)生在學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)的茫然和困惑；其三，可以提高學(xué)生綜合各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題解決的能力。
　　所謂“以線帶點(diǎn)”是以問(wèn)題和實(shí)際項(xiàng)目為主線，貫穿各個(gè)分散的Java知識(shí)點(diǎn)，完成Java知識(shí)點(diǎn)的脈絡(luò)化。
　　1.2 以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)
　　在以往教學(xué)過(guò)程中，限于課時(shí)，“滿(mǎn)堂灌”現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生，結(jié)果是教學(xué)任務(wù)完成了，但學(xué)生的主體地位沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)，沒(méi)有充分參與到教學(xué)過(guò)程中，積極性不高，教學(xué)效果受到很大影響。為了克服這一點(diǎn)，“互問(wèn)互答”的啟發(fā)式和討論式教學(xué)是一種好方式，這樣可以最大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，也有利于讓學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中保持精力集中的良好狀態(tài)，長(zhǎng)期以來(lái)可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。教師在教學(xué)過(guò)程中，從一個(gè)較高的高度引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和獲取新知的能力，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。
　　1.3 開(kāi)拓視野，編寫(xiě)高效的程序
　　在講授類(lèi)創(chuàng)建方法的時(shí)候，教師除了講授用傳統(tǒng)的“new類(lèi)構(gòu)造方法”的方式外，可以介紹運(yùn)用java.lang包中Class類(lèi)的forName方法創(chuàng)建類(lèi)對(duì)象[1]，同時(shí)介紹運(yùn)用Java設(shè)計(jì)模式中的“工廠模式”進(jìn)行類(lèi)對(duì)象的創(chuàng)建，并比較幾種創(chuàng)建類(lèi)對(duì)象方法的異同，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用多種方法解決同一問(wèn)題的能力。
　　引導(dǎo)學(xué)生在算法設(shè)計(jì)上下功夫，一個(gè)實(shí)用軟件的開(kāi)發(fā)，往往需要編寫(xiě)高效率的算法，因此，算法的設(shè)計(jì)在Java程序教學(xué)中仍然是非常重要的。但由于課時(shí)有限，不可能占用較多課時(shí)來(lái)彌補(bǔ)學(xué)生在算法方面的不足，可以做到的是，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和復(fù)習(xí)先修的算法設(shè)計(jì)課程以及其他程序設(shè)計(jì)課程中所學(xué)的算法設(shè)計(jì)知識(shí)，借助Java程序進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并比較效率；介紹一些智能算法如“遺傳算法”的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的相關(guān)知識(shí)，幫助學(xué)有余力的學(xué)生運(yùn)用這些智能算法進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的解決，將非常有助于提高學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
　　2 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂的效率
　　Java實(shí)驗(yàn)教學(xué)是Java教學(xué)的重要組成部分，更是提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。
　　2.1 落實(shí)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)
　　一般情況下，實(shí)驗(yàn)課時(shí)是2學(xué)時(shí)，這對(duì)于一個(gè)較大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，根本沒(méi)有可能在2個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)中完成，因此，提前布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)并督促學(xué)生按期完成非常重要。如一個(gè)JSP項(xiàng)目“學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)”的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)讓學(xué)生在做該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之前，就基本完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及大部分的編碼工作。在實(shí)驗(yàn)課堂中，主要是配置好開(kāi)發(fā)環(huán)境和調(diào)試系統(tǒng)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下解決遇到的問(wèn)題并按指導(dǎo)教師的要求做進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。
　　2.2 檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)效果
　　指導(dǎo)教師對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果應(yīng)及時(shí)檢查和提問(wèn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)遇到的問(wèn)題以及該生對(duì)該實(shí)驗(yàn)理解、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的程度。
　　3 重視課程設(shè)計(jì)、學(xué)年論文設(shè)計(jì)與實(shí)踐
　　Java課程設(shè)計(jì)是在學(xué)生學(xué)習(xí)完Java程序設(shè)計(jì)課程后對(duì)其進(jìn)行的一次全面的綜合練習(xí)和考查。課設(shè)成績(jī)將作為本課程的期末考核成績(jī)的重要組成部分。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠得到較系統(tǒng)的技能訓(xùn)練，從而鞏固和加深對(duì)Java編程的基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生成為具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的獨(dú)立動(dòng)手能力的應(yīng)用型人才。
　　3.1 注重題目設(shè)計(jì)的目標(biāo)性和歸類(lèi)
　　針對(duì)不同的Java應(yīng)用，將課程設(shè)計(jì)題目合理歸類(lèi)，如“基于Java SE的桌面應(yīng)用系統(tǒng)”類(lèi)、“基于Java EE的Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”類(lèi)、“基于Java ME的移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)”類(lèi)等。從而做到有針對(duì)性。
　　在指導(dǎo)學(xué)生選題時(shí)，告訴學(xué)生在完成該題目時(shí)，可以在哪些方面有創(chuàng)新點(diǎn)和亮點(diǎn)，并將這些創(chuàng)新點(diǎn)的完成情況作為評(píng)價(jià)課程設(shè)計(jì)成績(jī)的重要依據(jù)。
　　3.2 強(qiáng)調(diào)學(xué)生所做項(xiàng)目的實(shí)用性和原創(chuàng)性
　　以往學(xué)生所做的課程設(shè)計(jì)、學(xué)年論文設(shè)計(jì)與實(shí)踐項(xiàng)目大都源于教師指定的題目，而這些題目往往都是一些虛擬項(xiàng)目如“XX項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”，題目本身比較含糊，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法進(jìn)行具體的需求分析，只能造出一個(gè)“需求分析和開(kāi)發(fā)背景”。這樣的項(xiàng)目完成后，即使做得比較“完美”，也是離實(shí)際應(yīng)用較遠(yuǎn)，不能投入實(shí)際應(yīng)用。
　　培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、追求原創(chuàng)的素養(yǎng)，克服浮躁情緒，避免僅為完成任務(wù)抄襲他人項(xiàng)目成果。在教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生將資料查閱變成了“復(fù)制—粘貼”：不去汲取他人項(xiàng)目成果中的精華，也不去做任何改進(jìn)，直接原封不動(dòng)地套用。結(jié)果自己在“實(shí)
　　踐”過(guò)程中不但沒(méi)有學(xué)到任何知識(shí)，積累任何開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，反而養(yǎng)成了不勞而獲，抄襲剽竊的壞習(xí)氣。因此，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐的過(guò)程中，在對(duì)其進(jìn)行各階段指導(dǎo)和檢查時(shí)必須嚴(yán)格把關(guān)，引導(dǎo)和幫助學(xué)生樹(shù)立良好的專(zhuān)業(yè)道德素質(zhì)和研發(fā)精神。
　　4 畢業(yè)論文環(huán)節(jié)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)
　　4.1 設(shè)計(jì)、指導(dǎo)與完成創(chuàng)新性、研究性題目
　　在前些年的畢業(yè)論文選題中，較多見(jiàn)的是：“基于Java SE的XX系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”，“基于JSP的XX系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”等。目前這類(lèi)題目作為計(jì)算機(jī)本科生畢業(yè)論文題目，有以下一些弊端：
　　1) Java的開(kāi)放資源非常多，以這類(lèi)命題的網(wǎng)絡(luò)及參考書(shū)資源、甚至整個(gè)軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)背景、設(shè)計(jì)過(guò)程、實(shí)現(xiàn)過(guò)程、實(shí)現(xiàn)的全部源碼都有現(xiàn)成的。
　　
　　2) 虛擬項(xiàng)目較多，大都是自圓其說(shuō)，如對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)背景是自定的，而不是源于實(shí)際用戶(hù)的實(shí)際開(kāi)發(fā)要求。學(xué)生在完成過(guò)程中，沒(méi)有與用戶(hù)溝通和交流的機(jī)會(huì)，沒(méi)有反復(fù)滿(mǎn)足用戶(hù)具體、特殊要求的過(guò)程，從而導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有通過(guò)想辦法、找妙招來(lái)解決問(wèn)題的磨礪過(guò)程。
　　3) 若有兩個(gè)以上的學(xué)生選擇了題目不同，但實(shí)際設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程大同小異的題目，就不能保證一人一題的原則。
　　畢業(yè)論文與設(shè)計(jì)是對(duì)本科生本科學(xué)習(xí)知識(shí)的大檢閱，也是對(duì)本科生學(xué)術(shù)研究能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要培養(yǎng)環(huán)節(jié)，也是為本科生將來(lái)深造和從事研發(fā)相關(guān)工作所作的一個(gè)鋪墊。為了突出畢業(yè)論文(或設(shè)計(jì))環(huán)節(jié)中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在畢業(yè)論文的選題上，指導(dǎo)教師應(yīng)進(jìn)一步把關(guān)，設(shè)計(jì)出具有實(shí)際開(kāi)發(fā)背景、創(chuàng)新性和一定研究性的題目。
　　4.2 注重對(duì)現(xiàn)有軟件包的二次開(kāi)發(fā)
　　基于Java的用于各種研究和實(shí)踐的軟件包有很多，以基于Java的多Agent開(kāi)發(fā)工具包JADE(Java Agent Development Framework)[2]和遺傳算法工具包JGAP(Java Genetic Algorithms Package)[3]為例，說(shuō)明
　　利用基于Java的工具包進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)例。
　　對(duì)于基礎(chǔ)較好、有較強(qiáng)科研興趣的學(xué)生，可以引導(dǎo)其運(yùn)用諸如JADE這樣的多Agent系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具包開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單實(shí)用的多Agent系統(tǒng)，從而帶動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究多Agent系統(tǒng)的理論和實(shí)踐方法。遺傳算法是當(dāng)前應(yīng)用廣泛地智能算法之一，而基于Java語(yǔ)言的遺傳算法工具包JGAP中已實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單遺傳算法和部分高級(jí)遺傳算法的基本框架，可以引導(dǎo)學(xué)生快速在其基礎(chǔ)上完成一些改進(jìn)和在開(kāi)發(fā)，最終達(dá)到學(xué)生理解遺傳算法基本理論和實(shí)際應(yīng)用的目的。
　　5 以競(jìng)賽高度為標(biāo)桿，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行高層次編程訓(xùn)練
　　Java競(jìng)賽題目具有很強(qiáng)的新穎性和挑戰(zhàn)性，其目的在于考察參賽學(xué)生的創(chuàng)造性解決實(shí)際問(wèn)題的能力和編程思維。引導(dǎo)學(xué)生參與各級(jí)各類(lèi)的Java編程競(jìng)賽或以歷屆競(jìng)賽題目作為訓(xùn)練，都能達(dá)到提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力以及培養(yǎng)拔尖學(xué)生的目的。
　　6 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合
　　6.1 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和基地建設(shè)
　　為了使學(xué)生具有快速適應(yīng)市場(chǎng)Java人才的需求、能夠獨(dú)立創(chuàng)業(yè)的目的，根據(jù)學(xué)校客觀條件的不同，建立一定規(guī)模的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室或聯(lián)系實(shí)驗(yàn)基地尤為重要。這是因?yàn)椋?br/>　　1) 較大型工程實(shí)踐項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)都需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期，一般為3～5個(gè)月或更長(zhǎng)。對(duì)參與完成項(xiàng)目的學(xué)生的訓(xùn)練和培養(yǎng)也需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期。而普通和短期的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練無(wú)法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際工程項(xiàng)目的能力。
　　2) 在對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練和實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，不可能占用正常的上課時(shí)間，而是充分利用課外、周末以及節(jié)假日的課余時(shí)間，有教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)、訓(xùn)練和協(xié)同項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。
　　3) 一個(gè)固定而且全天候的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和一定數(shù)量、檔次的儀器設(shè)備是能否完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的重要保障。
　　6.2 承接軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，為學(xué)生走向市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)
　　由指導(dǎo)教師牽頭，分析和研究市場(chǎng)對(duì)Java編程人員的需求，有針對(duì)性地承攬學(xué)校及校外的應(yīng)用開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，組建以學(xué)生為主體的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)小組，進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。
　　6.3 進(jìn)入課題組，鍛煉科研能力
　　指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，共同開(kāi)展和完成Java相關(guān)的科研、教學(xué)改革和實(shí)踐項(xiàng)目，讓參與項(xiàng)目的學(xué)生體驗(yàn)科研過(guò)程，學(xué)習(xí)科研方法，培養(yǎng)科研精神。
　　7 教學(xué)中應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)方法
　　系統(tǒng)科學(xué)方法理論是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要的方法論之一[4]。面向?qū)ο缶幊趟枷牒蛙浖こ淌窍到y(tǒng)科學(xué)方法在軟件開(kāi)發(fā)中的集中體現(xiàn)。在學(xué)生的
　　實(shí)踐教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)中，往往會(huì)做一些類(lèi)似于“XX信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”之類(lèi)的項(xiàng)目。但學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中，急于求成，只關(guān)注系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，一開(kāi)始就寫(xiě)源碼，不注重按軟件工程理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，也不注重系統(tǒng)中類(lèi)的設(shè)計(jì)和類(lèi)間關(guān)系的設(shè)計(jì)，是導(dǎo)致項(xiàng)目開(kāi)發(fā)失敗或脫離實(shí)際應(yīng)用的重要原因。更嚴(yán)重的是，這樣的開(kāi)發(fā)習(xí)慣一旦養(yǎng)成，將會(huì)被學(xué)生帶到今后的實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，情況會(huì)更加糟糕。
　　8 結(jié)語(yǔ)
　　通過(guò)長(zhǎng)期的Java教學(xué)實(shí)踐，筆者總結(jié)出“學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果的好壞取決于每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)完成好壞”的結(jié)論。從細(xì)節(jié)入手，扎扎實(shí)實(shí)完成好每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，而且可以幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)、研究習(xí)慣并為學(xué)生就業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　參考文獻(xiàn)：
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